[發明專利]用于操作流化床鍋爐的方法

有效

• 申請號: 201680034896.2
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107787430B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 本特-奧克·安德松;弗雷德里克·林德;亨里克·通曼
• 申請（專利權）人: 因姆普朗伯德公司
• 主分類號: F23G5/30
• 分類號: F23G5/30;F23C10/18;F23N3/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;沈敬亭

本發明涉及一種用于操作流化床鍋爐的方法，包括：a)將次級含氧氣體與初級含氧流化氣體的比例設定為0.0至0.8的范圍內的值；b)用包含鈦鐵礦顆粒的流化床進行燃料的燃燒；并且涉及流化床鍋爐。

技術領域

本發明屬于流化床燃燒的技術領域，并且涉及一種操作流化床鍋爐的方法和一種流化床鍋爐。

背景技術

在流化床燃燒(FBC)中，燃料懸浮在固體顆粒材料(通常為硅砂)的熱流化床中。在該技術中，流化氣體以特定流化速度通過固體顆粒床料，其通常為硅砂。床料用作熱載體以促進快速熱傳遞。在非常低的氣體速度下，床保持靜止。當流化氣體的速度升高到高于流化氣體的力平衡作用在顆粒上的重力的最小流化速度時，固體床料在許多方面表現為類似流體，并且床被稱為是流化的。在鼓泡流化床(BFB)鍋爐中，流化氣體通過床料以在床中形成氣泡，便于氣體通過床料的輸送，并且當與爐排燃燒相比時允許更好地控制燃燒條件(更好的溫度和混合控制)。在循環流化床CFB鍋爐中，流化氣體以其中大部分顆粒被流化氣體流帶走的流化速度通過床料。然后，例如通過旋風分離器將顆粒與氣體流分離，并通常通過環封(loop seal)循環回到爐膛中。

通常使用含氧氣體(通常為空氣或空氣和再循環燃料氣的混合物)作為流化氣體(所謂的初級含氧氣體或初級空氣)，并從床下方通過床料，從而作為燃燒所需的氧源。

在燃燒器的時間和空間上混合燃料和氧氣的能力是達到高燃燒效率和低有害物質排放的最關鍵參數之一。用于在商業燃燒鍋爐中實現充分混合和充分燃料轉化的最常見的策略是操作具有用于將含氧氣體(所謂的次級含氧氣體(secondary oxygen containinggas，二次含氧氣體)，通常為空氣)注入到爐中的各種進料口的爐。進料口沿著爐分布在策略位置(通常在干舷中)以便于燃料和氧氣的混合，導致復雜的鍋爐設計。需要進料到爐中的次級含氧氣體的量取決于鍋爐類型(CFB或BFB)和所用的燃料類型。通常，給定燃料越不均勻和揮發性豐富，需要更多的次級含氧氣體。此外，較高的燃料負荷需要較高量的次級含氧氣體以實現燃料和氧氣的充分混合。在實踐中，所需的次級含氧氣體的量可能相當高。

實現次級含氧氣體進入主氣體流中的良好的混合并不簡單。在大多數情況下，會發生效應“條紋(streaking)”。條紋現象與爐內的熱氣體和作為次級含氧氣體進料的冷含氧氣體(通常為冷空氣)之間的均勻混合不良相結合。其自然原因是冷和熱氣體之間的粘度差以及整個反應器體積中進料空氣的幾何約束。條紋性能導致氧濃度可能非常高的局部區域。這些區域結合未轉化的燃料可導致高溫，其在實驗期間已被測量可高達350℃以上溫度。這些局部高溫引起粘附在爐壁和爐下游的傳熱表面上的復雜的灰組分的熔化，導致結垢、腐蝕問題和升高的維護成本。混合不良一方面導致產生局部熱區的富氧條紋，另一方面導致產生CO排放的缺氧條紋，并且在最壞的情況下會導致局部腐蝕。混合不良也是旋風分離器常常充當后燃燒器室的原因，因此具有較高的維護成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種操作流化床鍋爐的方法，其允許燃料和氧氣的良好混合并減少上述缺點。

該目的通過獨立權利要求的特征來解決。有益的實施方式在從屬權利要求中限定。

本發明提供了一種操作流化床鍋爐的方法，包括：

a)將次級含氧氣體與初級含氧流化氣體(primary oxygen containingfluidizing gas)的比例設定為在0.0至0.8范圍內的值；

b)用包含鈦鐵礦顆粒的流化床進行燃料的燃燒。